信号与系统2020秋·计算题备考(一)
首先感谢小伙伴提供的对老师所讲的录音、笔记等关键情报
计算题只会出在
1 第一章(老师说的,不懂咋考个大题……再说吧)
2 第四章傅氏变换LTI系统频域分析(大概率是带通滤波器)
3 第五章拉普拉斯变换带框图LTI系统s域分析综合题
本篇说3,第二章求响应也合并了进来。
先看给框图写方程:
框图可能是时域框图,也可能是频域框图,应该是系统的器件组合,不会是电路图

零状态的积分换成1/s,然后求导就是乘s,求两次导就是s²

写出F(s)、Y(s),得H(s)与h(t),然后

然后课本247页又接着给出了下文,这简直是天然的大题第3问


最后还可能来个全响应=零状态响应+零输入响应。
它也可能是“两点式”求响应,如

如果扩编的大一些,也就是把求冲激响应(等同于求系统函数)升级为求零输入响应和零状态响应或进而全响应。如课本248页5例5.4-9


这一类题貌似也常见,我称呼它为“两点式”——宛如两点确定一条直线。两个给定的输出——输入对即可确定一个LTI系统。

全响应=零状态响应+零输入响应。为什么我们重点强调零状态响应而零输入响应非主流呢?
因为LIT系统使得全响应在频域中有形如“y=kx+b”的形式,

∴两个给定的输入—输出关系对就可以确定扮演“斜率角色”的系统函数、以及“平移量”——零输入响应。

先将两个输入——输出关系对单边拉式变换成频谱,然后解二元一次方程组求得H(s)和Yzi(s),系统函数的单边拉式变换就是冲激响应。对于“线性时不变系统”,对点的脉冲响应自然是其基元响应,即刻画了这个系统是怎么传递信号的。
我知道了形如直线斜截式方程“y=kx+b”中的“k、b”,也自然能写出形如直线一般式方程“ay=bx+c”中的a、b、c,一般式方程正对应着系统的微分方程。
虽然是n阶多项式,但形式上仍是线性方程组。

接下来:

第2问和第1问原理一样不赘述。第3问中是另一个知识点,

这几个多项式和其方程建议抄下来

一旦你头脑中树立了像求直线方程那样的观念,做那些作业题和PPT例题就如砍瓜切菜。刚才看的是训练集(机器学习中用来建模的样本),接下来我们来看测试集——

以第1问为例:

相信用经典时域分析法写过作业的小伙伴们都清楚,这简直是砍瓜切菜。只要给出系统微分方程,即相当于给出直线的一般式方程,那相当于斜率的系统函数即立得,有了系统函数,那么这题基本上就快完成了。剩下的请读者自行尝试。

这样的题更简单,冲激响应、阶跃响应都属于零状态响应,更省事了。

通过对比,你会发现求零状态响应时,时域分析法需要求与最后结果无关的初始条件。

对于同一难度级别的题,读者自己做着玩就行了,基本上直接乱杀。看图写表达式之类的别写错了表达式就行,另外对于可能旁支一个响应类型的判定,我晒张图:

LIT系统的齐次解、特解分别对应自然响应、强迫响应。 由该图得,这些概念里没有一个同义词。所以等价的选项一律错误。对于所有响应类型判定,背过这张图。

综上,我猜测第五章的大题会是s域框图——写系统函数——求响应;或者变态一些,"两点式求出系统函数,然后让你比着系统函数自己画框图,然后再求响应。目前就琢磨出这两种方式,其他方案要么太小不足以成一个综合大题,要么没学过或者不考。